本文關鍵詞：基于自觸發(fā)的脈沖激光測距系統(tǒng)研究

  更多相關文章： 自觸發(fā) 脈沖激光測距 時間間隔測量 TDC-GP21

【摘要】：基于激光測距技術在探月工程中發(fā)揮的重要作用以及在各行各業(yè)廣闊的應用前景,通過對激光測距方法對比分析,選擇了脈沖式激光測距,然后針對脈沖式激光測距精度較低的缺點,提出了自觸發(fā)脈沖激光測距的方法,解決了傳統(tǒng)測距多次測量求取平均值所帶來的問題。除此之外,為了進一步提高測距精度,選用高精度時間間隔測量芯片TDC-GP21。在此基礎上設計了自觸發(fā)脈沖激光測距系統(tǒng)整體方案,主要包括自觸發(fā)單元、激光發(fā)射單元、激光接收單元、時間間隔測量單元等部分。論文主要從兩個方面進行了研究,其一是對激光測距系統(tǒng)整體結構進行了充分研究,根據設計要求確定了最終方案,然后選擇合理的激光發(fā)射和接收器件,對各單元電路進行了分析與設計,并根據電路圖進行仿真實驗,確定測距系統(tǒng)各單元電路的可行性,同時制作了TDC-GP21硬件電路板,選擇STC89C85RD+作為主控芯片;其二是進行了系統(tǒng)的軟件設計,包括主控芯片單片機程序設計和調試,串口程序設計和調試,上位機軟件開發(fā)等工作。論文結合自觸發(fā)測量方法和TDC-GP21高精度時間間隔測量芯片提高了測距精度,并進行了傳統(tǒng)非自觸發(fā)測量方法和自觸發(fā)測量方法的對照實驗,通過對實驗數據統(tǒng)計分析,驗證自觸發(fā)測量方法能夠提高測距精度。
【關鍵詞】：自觸發(fā) 脈沖激光測距 時間間隔測量 TDC-GP21
【學位授予單位】：北京工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TN247
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 第1章 緒論8-14
• 1.1 論文研究背景及意義8-9
• 1.2 激光測距技術國內外發(fā)展狀況9-11
• 1.3 課題來源11-12
• 1.4 論文主要工作和組織結構12-14
• 第2章 激光測距原理及整體方案設計14-26
• 2.1 激光測距系統(tǒng)概述14
• 2.2 激光測距原理分析14-17
• 2.2.1 脈沖式激光測距14-15
• 2.2.2 相位式激光測距15-16
• 2.2.3 測距方法選擇16-17
• 2.3 自觸發(fā)測量方法17-21
• 2.3.1 自觸發(fā)測量方法原理17-18
• 2.3.2 自觸發(fā)測量方案設計18-21
• 2.4 激光測距系統(tǒng)整體方案設計21-23
• 2.4.1 激光測距系統(tǒng)設計要求21
• 2.4.2 自觸發(fā)脈沖激光測距系統(tǒng)整體方案21-23
• 2.5 系統(tǒng)可行性分析23-25
• 2.6 本章小結25-26
• 第3章 發(fā)射單元與接收單元設計26-50
• 3.1 激光發(fā)射單元26-31
• 3.1.1 激光發(fā)射器件的選型26-27
• 3.1.2 窄脈沖信號發(fā)生電路分析27-29
• 3.1.3 激光二極管驅動電路分析29-30
• 3.1.4 激光發(fā)射單元電路設計30-31
• 3.2 激光接收單元31-44
• 3.2.1 光電探測器的選型31-35
• 3.2.2 接收單元電路分析35-37
• 3.2.3 PIN接收單元放大電路設計37-38
• 3.2.4 APD接收單元放大電路設計38-44
• 3.3 時刻鑒別電路44-48
• 3.3.1 時刻鑒別原理以及方法概述44-46
• 3.3.2 時刻鑒別電路設計46-48
• 3.4 本章小結48-50
• 第4章 高精度時間間隔測量單元設計50-66
• 4.1 時間間隔測量原理50-52
• 4.1.1 電子計數法50-51
• 4.1.2 模擬內插法51-52
• 4.1.3 延遲線內插法52
• 4.2 時間間隔測量器件選擇52-53
• 4.3 基于TDC-GP21的高精度時間間隔測量單元設計53-63
• 4.3.1 TDC-GP21參數及工作原理53-55
• 4.3.2 TDC-GP21硬件電路設計55-57
• 4.3.3 微控制器的選擇57-58
• 4.3.4 硬件程序設計58-61
• 4.3.5 上位機程序設計61-63
• 4.4 TDC-GP21測量結果計算及校準測量原理63-65
• 4.5 本章小結65-66
• 第5章 系統(tǒng)實驗研究及結果分析66-74
• 5.1 實驗平臺搭建及實驗方案66-69
• 5.1.1 實驗平臺66-67
• 5.1.2 實驗方案設計67-69
• 5.2 實驗結果69-73
• 5.3 誤差分析73
• 5.4 本章小結73-74
• 總結與展望74-76
• 參考文獻76-80
• 攻讀碩士學位期間所發(fā)表的學術論文80-82
• 致謝82

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本文編號：995317